Предельное сопротивление материала
Сталь – это сплав железа с углеродом (углерода до 2 %) и незначительным количеством примесей (которые не вводятся преднамеренно, а попадают из руды или образуются в процессе выплавки) и легирующих компонентов (которые вводятся для улучшения свойств стали). На основании полученных статистических данных устанавливаются наименьшие значения механических свойств металла, которые записываются в соответствующие ГОСТы и по которым производится отбраковка металла на металлургических заводах. Стали с одинаковым химическим составом и механическими свойствами составляют одну марку стали. В зависимости от механических свойств (предела текучести) все стали, применяемые для строительных конструкциях, в соответствии с СНиП 2-23-81* объединены в классы прочности (классы стали). Таких классов шестнадцать: С 235, С 245, С 255, С 275, С 285, С 345, С 345Т, С 345К, С 375, С 375, С 375Т, С 390, С 390К, С 440, С 590, С 590К (принятые обозначения: С — сталь, цифра – предел текучести стали, Т – термоупрочненная, К – повышенной коррозионной стойкости). В зависимости от назначения и гарантируемых характеристик углеродистая сталь подразделяется на три группы: группа А— гарантируются механические свойства; группа Б — гарантируется химический состав; группа В — гарантируются механические свойства и отдельные требования по химическому составу. В строительных конструкциях применяется преимущественно сталь группы В, так как для обеспечения прочности необходима гарантия механических свойств, а для свариваемости и высокого качества стали требуется соблюдение норм по химическому составу. Для второстепенных нерасчетных элементов конструкций иногда применяется сталь группы Б. Сталь группы А в строительных конструкциях, как правило, не применяется. В зависимости от нормируемых показателей стали всех групп подразделяют на 6 категорий (химический состав, Run, Ryn, изгиб в холодном состоянии, ударная вязкость при t=+20 °С и t=-20 °С, после механического старения). Обозначения марок углеродистой стали обыкновенного качества по ГОСТ 380-71 приняты буквенно-цифровыми. Буквы Ст означают слово «сталь», цифры 0, 1, 2, 3, 4 и .т, д. – условный порядковый номер марки в зависимости от химического состава стали и ее свойств. Для стали групп Б и В перед обозначением марки стали ставится буква Б или В. Степень раскисления стали обозначается индексами «сп» (спокойная), «пс» (полуспокойная) и «кп» (кипящая), добавляемыми к обозначению марки стали. Для обозначения полуспокойной стали с повышенным содержанием марганца после номера марки ставят букву Г. Для обозначения категории стали в конце ставится ее номер (для первой категории номер не ставится). Например, обозначение ВСт3сп5 соответствует марке стали 3, спокойной, группы В, 5-й категории; обозначение ВСт3Гпс5 – марке стали 3 с повышенным содержанием марганца, полуспокойной, 5-й категории; обозначение Ст1кп — марке стали 1, кипящей, группы А, 1-й категории. Наиболее распространенной в строительных металлических конструкциях является сталь марки СтЗ. Сталь 3 обладает достаточно высоким пределом текучести Ryn=23—24 кН/см2, пластична, хорошо сваривается, надежно работает при различных силовых воздействиях. Стали, поставляемые по разным стандартам взаимозаменяемы. Так, сталь С235 соответствует стали ВСт3кп2, сталь С245 – ВСт3пс6, сталь С255 – ВСт3сп5. Рекомендации по такой замене приведены в нормах проектирования СНиП II-23-81* от ред с 1990гг. Сортаментом называют каталоги (ГОСТ) поставляемых металлургическими заводами листов и профилей с указанием их формы, размеров, геометрических характеристик, массы. Сортамент разработан на основе результатов многолетнего развития металлических конструкций и работ по теории сортамента. В стальных конструкциях применяется листовая и профильная прокатная сталь. Профильная сталь разделяется на сортовую (круг, квадрат, полоса, уголки) и фасонную (двутавры, швеллеры, шпунтовые и другие фасонные профили). Кроме этого, широко применяется сортамент вторичных профилей: – сварных, профиль которых образован соединением на сварке отдельных полос или листов; – гнутых, образованных холодной гибкой стальных полос и листов.
|
|
|
|
|
|
Предельное сопротивление материала
|
|
|
За нормативное сопротивление Ryn материала, отвечающее моменту потери несущей способности, в металлических конструкциях принимается преимущественно предел текучести. В случаях когда по характеру работы конструкции допустимо развитие существенных деформаций и несущая способность конструкции определяется только прочностью или когда нет выраженной площадки текучести, а условный предел текучести близко подходит к временному сопротивлению, за нормативное сопротивление Run принимается временное сопротивление.
Максимальная возможная величина сопротивления за время эксплуатации конструкции называется расчетным сопротивлением Ry (Ru) Расчетное сопротивление получают при делении нормативного сопротивления на коэффициент надежности по материалу
; 
; 
.
Коэффициент надежности по материалу учитывает изменчивость механических свойств металла. Нормативное значение механических характеристик является браковочным минимумом и имеет обеспеченность не менее 0,95. Однако контроль качества металла проводится выборочным методом, поэтому не исключена возможность попадания в конструкцию металла с пониженными по сравнению с нормативными значениями характеристиками кроме этого, коэффициент надежности по материалу учитывает не полное соответствие работы материала в образце при испытании в реальной конструкции а также минусовые допуски при прокатке. Численные значения коэффициентов надежности по материалу приняты для различных марок стали от 1,025 до 1,15.
|
|
|
Условия работы различных конструкций и степень их ответственности отличаются большим разнообразием это обстоятельство в методике расчета по предельным состояниям учитывается коэффициентом условий работы 
.
Коэффициент условий работы учитывает влияние конкретных условий работы данной конструкции (элемента, соединения) на ее несущую способность или деформативность (например, влияние температуры, агрессивной среды, многократность силовых воздействий, приближенность расчетной схемы и т.д.). Для большинства конструкций коэффициент условий работы =1, значение коэффициентов условий работы приведены в СНиП ll–23–81* «Стальные конструкции. Нормы проектирования». Степень ответственности и капитальности зданий и сооружений, а также значимости тех или иных предельных состояний в необходимых случаях учитывают коэффициентом надежности по назначению 
. Для подавляющего большинства конструкций 
. Значения расчетных сопротивлений для строительных сталей приведены в СНиП ll-23-81* «Стальные конструкции. Нормы проектирования»
При расчете конструкций по допускаемым напряжениям условия прочности конструкции заключается в том, что напряжение в элементе конструкции от нагрузок нормальной эксплуатации (нормативных нагрузок) не должно превышать допускаемого напряжения [s]. Допускаемое напряжение устанавливается нормами проектирования как предельное сопротивление материалов деленное на некоторый единый коэффициент запаса 
[s] 
.
В новой методике расчета единый коэффициент запаса заменен сочетанием четырех коэффициентов 
, 
, 
, 
, отдельно учитывающих влияние нагрузки, сопротивления материала, надежность конструкции и условия работы, благодаря чему общий коэффициент запаса получается различным для различных конструкций, более точно отражающим предельное состояние конструкции.
Дата добавления: 2018-05-12; просмотров: 445; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!